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橡膠制品生產工藝流程全解

時間:2019-10-28 1937 次瀏覽

信息摘要:以一般固體橡膠 ( 生膠 ) 為原料的制品,它的生產工藝過程主要包括:原材料準備→塑煉→混煉→成型→硫化→休整→檢驗。

一、橡膠制品基本工藝流程

伴隨現代工業尤其是化學工業的迅猛發展,橡膠制品種類繁多,但其生產工藝過程,卻基本相同。以一般固體橡膠 ( 生膠 ) 為原料的制品,它的生產工藝過程主要包括:

原材料準備→塑煉→混煉→成型→硫化→休整→檢驗

二 、橡膠制品原材料準備

橡膠制品的主要材料有生膠、配合劑、纖維材料和金屬材料。其中生膠為基本材料:配合劑是為了改善橡膠制品的某些性能而加入的輔助材料;纖維材料(棉、麻、毛及各種人造纖維、合成纖維)和金屬材料( 鋼絲、銅絲 )是作為橡膠制品的骨架材料,以增強機械強度、限制制品變形。

在原材料準備過程中,配料必須按照配方稱量準確。為了使生膠和配合劑能相互均勻混合,需要對某些材料進行加工:

生膠要切膠、破膠成小塊;塊狀配合劑如石蠟、硬脂酸、松香等要粉碎;粉狀配合劑若含有機械雜質或粗粒時需要篩選除去;液態配合劑 ( 松焦油、古馬隆 ) 需要加熱、熔化、蒸發水分、過濾雜質;配合劑要進行干燥,不然容易結塊、混煉時舊不能分散均勻,硫化時產生氣泡,從而影響產品質量。

三、橡膠制品的塑煉

生膠富有彈性,缺乏加工時的必需性能(可塑性),因此不便于加工。為了提高其可塑性,所以要對生膠進行塑煉;這樣,在混煉時配合劑就容易均勻分散在生膠中;同時,在壓延、成型過程中也有助于提高膠料的滲透性(滲入纖維織品內 ) 和成型流動性。將生膠的長鏈分子降解,形成可塑性的過程叫做塑煉。生膠塑煉的方法有機械塑煉和熱塑煉兩種。機械塑煉是在不太高的溫度下,通過塑煉機的機械擠壓和摩擦力的作用,使長鏈橡膠分子降解變短,由高彈性狀態轉變為可塑狀態。熱塑煉是向生膠中通入灼熱的壓縮空氣,在熱和氧的作用下,使長鏈分子降解變短,從而獲得可塑性。

四 、橡膠制品的混煉

為了適應各種不同的使用條件、獲得各種不同的性能,也為了提高橡膠制品的性能和降低成本,必須在生膠中加入不同的配合劑。混煉就是將塑煉后的生膠與配合劑混合、放在煉膠機中,通過機械拌合作用,使配合劑完全、均勻地分散在生膠中的一種過程。混煉是橡膠制品生產過程中的一道重要工序,如果混合不均勻,就不能充分發揮橡膠和配合劑的作用,影響產品的使用性能。混煉后得到的膠料,人們稱為混煉膠,它是制造各種橡膠制品的半成品材料,俗稱膠料,通常均作為商品出售,購買者可利用膠料直接加工成型、硫化制成所需要的橡膠制品。根據配方的不同,混煉膠有一系列性能各異的不同牌號和品種,提供選擇。

五、橡膠制品的模壓

模壓法在橡膠工業中也是一種極重要的成型方法,把膠料剪裁或沖切成簡單形狀,加入加熱模具內,在成型的同時硫化,制品也是趁熱脫模的。許多橡膠模型制品如密封墊、減震制品(如膠圈、膠板)等都用此法生產。

(1)主要設備

有模壓機和模具。壓機的作用在于通過模具對塑料施加壓力。在橡膠加工中,壓機稱為平板硫化機。壓機的主要參數包括公稱噸位、壓板尺寸、工作行程和柱塞直徑,這些指標決定著壓機所能模壓制品的面積、高度或厚度,以及能夠達到的最大模壓壓力。模具按其結構的特征,可分為溢式、不溢式和半溢式三種,其中以半溢式用得最多。

(2)工藝過程

分為加料、閉模、排氣、固化、脫模和模具清理等,若制品有嵌件需要在模壓時封入,則在加料前應將嵌件安放好。主要控制的工藝條件是壓力、模具溫度和模壓時間。

(3)模壓制品常見問題:

1、氣泡

橡膠產品表面有氣泡。

有水份(混煉時加點氧化鈣);未充分硫化,不熟看起來有氣泡;硫化劑雜質較多,小分子的雜質提前變成分解,氣泡殘留制品中;模具本身排氣設計不合理,膠料沖線時氣不能及時排出;分散不良;膠料塑煉時間長.產品硫化時也有氣泡。

2、噴霜

混煉膠或硫化膠內部的液體或固體配合劑因遷移而在橡膠制品表面析出形成云霧狀或白色粉末物質的現象。這是由于硫、石蠟、某些防老劑、軟化劑的使用量超出了它們在橡膠中的溶解度而引起的。為防止噴霜,上述各種配合劑用量要適當,對常見的硫黃噴霜可采用不溶性硫黃加以防止。在橡膠中適當加入松焦油,液體古馬隆等可增加膠料對上述配合劑的溶解度,以減少噴霜現象。

噴霜又名噴出(blooming),是橡膠加工過程中常見的質量問題,它是指未硫化膠或硫化膠中所含的配合劑遷移到表面并析出的現象(硫黃及其它配合劑,如硬脂酸、石蠟、防老劑等從膠料中噴出的現象)。有時,這種噴出物呈霜狀結晶物,故習慣上稱“噴霜”。較多見的噴霜物為硫,因為硫黃是通用橡膠中應用最廣泛的硫化劑,且在橡膠中的溶解度低因而容易產生噴霜。其實從噴出物外觀來看,也未必都呈霜狀,也有呈油狀(軟化劑、增塑劑)或粉粒狀(多為填充劑、防老劑、促進劑等)的物質噴出,甚至炭黑噴出也有所見。

橡膠產品發白噴霜處理

橡膠產品由于配合不當或硫化欠硫老化等原因都可能引起橡膠產品生產出來后隨著時間的推移而發白(在產品表面形成一層白霜狀的東西,又叫噴霜,吐霜現象)。這種發白現象大多出現在天然橡膠NR,丁苯橡膠SBR等鞋材類產品和EPDM三元乙丙橡膠制品以及CR(氯丁橡膠),NBR(丁腈橡膠)等產品當中。

如果已經硫化好橡膠的產品發生吐白噴霜現象,一般不太容易處理,即時擦掉一般也會再次噴出發白。

常見的處理方法是:

如果是欠硫引起的發白噴霜處理,可以將產品用烘箱進行二次硫化后再將表面的白色物質擦掉。如果不是欠硫引起的,可以將已噴霜發白的橡膠產品放在室外讓其充分的吐出白色的東西后,用天那水等化學溶劑擦拭干凈。如果還不行的話可以用專門的處理水進行浸泡擦拭。

以上方法還不行的話,還可以用油漆類的東西在橡膠表面噴一層油漆也掩蓋噴出來的白色物質。具體采用那種方法還得根據處理的成本和效果決定。

以上處理方法基本都是物理的處理方法很難根本的解決橡膠產品發白問題。要想從根本上解決這個問題最好調整原始的配方設計才是解決問題的根本(防霜劑)。

導致噴霜的原因,從配方上說,主要是由于這些配合劑的用量超過了其飽和溶解度所致。為防止噴霜,應選用顆粒小的硫黃,用量要適當,應嚴格控制正硫化,并加強對游離硫的控制,必要時可采用不溶性硫黃。

其它配合劑如硬脂酸、石蠟、防老劑等在橡膠中都有一定的溶解度,當外界條件變化(如溫度下降等)形成過飽和溶液時,就可能噴出膠料表面。硬脂酸作活性劑使用時,添加量不宜過高(1.5phr左右),但隨炭黑用量增加可以適當提高用量,倘若利用它的酸性來防焦燒,其用量可達10phr。

石蠟作為物理防老劑,要求它能噴出表面形成防氧化薄膜。如選用分子量低的物質,則容易噴出,但沸點低,常溫時蒸汽壓高,則易揮發消耗。反之,選用分子量較高的物質,則不易從膠料中遷移到表面。

含蠟量高或精制程度不好的橡膠油,也會引起蠟的噴出而產生噴霜現象。

一般防老劑用量約1.5份左右,用量大時也有噴出的可能,當然可以選用溶解度較好的品種如用4010NA代替4010。

在膠料中適當加入松焦油、液體古馬隆樹脂等,可以增加膠料對上述配合劑的溶解性,因此能減少噴霜現象。

選用專業的防噴霜劑可以更好的防止噴霜現象的發生。

硅膠也會有噴霜現象,采用雙二四硫化劑(通常用在擠出成型工藝)高溫分解后會產生低分子量的酸性物質,其與硅橡膠不相容,在存放過程中會轉移到硅膠表面結晶從而出現噴霜。防霜劑主要成分為堿性物質,通過酸堿中和反應來達到防霜的目的。高硬度的硅膠往往加入比較多的內脫模劑,遇水也會噴白,水的酸性對此有遏制作用。

六、橡膠制品的后處理介紹

橡膠制品在硫化完成后往往還需要進行某些后處理,才能成為合格的成品。這包括:

①橡膠模具制品的去邊修整,使制品表面光潔、外形尺寸達到要求;

② 經過一些特殊工藝加工,發泡橡膠制品價格,如對制品表面進行處理,使特種用途的制品的使用性能有所提髙;

③對含有織物骨架的制品如膠帶、輪胎等制品要進行熱拉伸冷卻和硫化后在充氣壓力下冷卻,以保證制品尺寸、形狀穩定和良好的使用性能。

橡膠模具制品在硫化時,膠料畢然會延著模具的分型面等部位流出,形成溢流膠邊,發泡橡膠制品,也稱為毛邊或飛邊,膠邊的多少及厚薄決定于模具的結構、精度、平板硫化機平板的平行度和裝膠余膠量。現在的無邊模具生產的制品,膠邊特別薄, 有時起模時就被帶掉或輕輕一擦就可以去掉。但這種模具成本較高,易損壞,大多數橡膠模制品在硫化之后都需要修整處理。